業(yè)內(nèi)人員表示,鈦酸鋰材料在2-3年后,一定會成為新一代鋰電池負(fù)極材料而被廣泛應(yīng)用在新能源汽車、電動摩托車和要求高安全性、高穩(wěn)定性和長周期的應(yīng)用領(lǐng)域,因為鈦酸鋰的高安全性、高穩(wěn)定性、長壽命和綠色環(huán)保的特點。
鈦酸鋰
尖晶石型鈦酸鋰被作為一種備受關(guān)注的負(fù)極材料,因具有如下優(yōu)點:
1.鈦酸鋰在脫嵌鋰前后幾乎“零應(yīng)變”(脫嵌鋰前后晶胞參a從0.836nm僅變?yōu)?.837nm);
2.嵌鋰電位較高(1.55V),避免“鋰枝晶”產(chǎn)生,安全性較高;
3.具有很平坦的電壓平臺;
4.化學(xué)擴散系數(shù)和庫倫效率高。
鈦酸鋰的諸多優(yōu)點決定了其具有優(yōu)異的循環(huán)性能和較高的安全性,然而,其導(dǎo)電性不高、大電流充放電時容量衰減嚴(yán)重,通常采用表面改性或摻雜來提高其電導(dǎo)率。
如化學(xué)專家以Mg(NO3)2為鎂源,通過固相法制備了Mg2+摻雜的鈦酸鋰,表明摻雜Mg2+并沒有破壞鈦酸鋰的尖晶石晶體結(jié)構(gòu),且摻雜后材料的分散性更佳,其在10C放電倍率下的比容量可達(dá)到83.8mAh/g,是未摻雜材料的2.2倍,且經(jīng)過10次充放電循環(huán)后容量無明顯衰減,經(jīng)交流阻抗測試表明,摻雜后材料的電荷轉(zhuǎn)移電阻明顯降低。有的學(xué)者通過高溫固相法,分別采用Li2CO3和檸檬酸鋰作為鋰源,制備了純相的鈦酸鋰和碳包覆的鈦酸鋰,
實驗表明,經(jīng)碳包覆的鈦酸鋰具有較小的粒徑和良好的分散性,表現(xiàn)出更優(yōu)的電化學(xué)性能,主要歸因于碳包覆提高了鈦酸鋰顆粒表面的電子電導(dǎo)率,同時較小的粒徑縮短了Li+的擴散路徑。